キチンによるアレルギー応答誘導機構の解析

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26461491
• Research Institution: Kyorin University
• Principal Investigator: 新江 賢 杏林大学, 保健学部, 講師 (50306669)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: キチン / Th2 / アレルギー

Outline of Annual Research Achievements

申請者は、マウスにおいて、タンパク質抗原単独ではアレルギーは誘導されないが、ダニの外殻構成成分「キチン」の存在下では、IL-33の発現誘導を介して、IL-4/13－STAT6経路依存的なアレルギー応答が惹起され、この応答はIL-33欠損マウスでは顕著に抑制されることを見いだした。そこで、本研究では、キチンによるアレルギー誘発機序の解明を目的とする。
これまでに、キチンは単独では骨髄由来樹状細胞（BMDC）を活性化しないが、IL-33存在下ではIL-1bの産生を強く誘導することを見出している。さらに、このIL-33+キチン刺激でBMDCより産生されるIL-1が、抗原特異的なTh2細胞の活性化を増強することを、IL-1a/b欠損マウス由来BMDCとOTIIマウス由来T細胞との共培養系で明らかにしている。そこで今回、キチン及びIL-33により活性化した樹状細胞が、さらには、その活性化樹状細胞より産生されるIL-1が、生体内において実際にアレルギー誘導に関わるかどうかをin vivoで検討した。まず、OVA+キチン感作によるアレルギー応答がほとんど生じないIL-33R（IL-1RL1、ST2）欠損マウスに、野生型マウス由来もしくはIL-33R欠損マウス由来BMDCを経鼻的に移入した。次に、OVA+キチンの経鼻投与により各マウスを感作し、OVA投与による気道炎症を誘導した。その結果、IL-33R欠損マウス由来BMDC移入マウスでは気道への好酸球浸潤がほとんど見られなかったのに対して、野生型マウス由来BMDC移入マウスでは、強い好酸球浸潤が観察された。この結果から、キチンが、その吸入により産生されるIL-33と共に樹状細胞を活性化することにより、アレルギー性気道炎症が惹起されることが明らかとなった。そこで現在、活性化樹状細胞由来のIL-1のアレルギー誘導への関与について、野生型マウス由来もしくはIL-1a/b欠損マウス由来BMDCを経鼻的に移入したIL-33R欠損マウスを用いたアレルギー誘導モデルにより検討中である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

申請書の研究計画において１．キチン及びIL-33の標的細胞の同定と活性化機構の解明、２．キチン受容体の同定およびシグナル伝達経路の解明を目的としている。１．に関して、キチンの標的細胞の一つである樹状細胞が、IL-33存在下でキチンによる刺激を受けると、抗原特異的なTh2細胞の活性化をIL-1依存的に増強できることをin vitroで明らかにした。しかしながら、活性化樹状細胞由来IL-1のアレルギー応答への関与について、in vivoでの検討が終了していない。また、２．に関して、TLR2及びDectin-1以外の新規受容体が、キチン・IL-33による樹状細胞の活性化に関与する可能性が示唆されているが、新規受容体の同定には至っていないため。

Strategy for Future Research Activity

１．キチン及びIL-33の標的細胞の同定と活性化機構の解明に関して、キチン+IL-33刺激により活性化した樹状細胞が、IL-1依存的にTh2細胞の活性化を増強することをin vitroの検討で明らかとした。次に、キチン及びIL-33により活性化した樹状細胞が、OVA・キチンによるアレルギー誘導に関わることをin vivoで明らかにした。今後は、その活性化樹状細胞より産生されるIL-1が、生体内において実際にアレルギー誘導に関わるかどうかをin vivoで検討していく。併せて、本アレルギー誘導への２型自然リンパ球（ILC2）の関与の有無を検討していく。Fat-Associated Lymphoid Cluster (FALC)より精製したILC2をIL-2存在下の長期培養により増幅し、キチンあるいはキチン+IL-33で刺激して、ILC2によるIL-5やIL-13といったType 2サイトカイン産生へのキチンの効果をin vitroで検討する。また、T細胞だけでなくILCsを欠損するRag-2/γc欠損マウスにキチンを連続吸入させ、キチンによる気道炎症にILCsが関与するかin vivoで検討する。２．キチン受容体の同定およびシグナル伝達経路の解明に関して、TLR2及びDectin-1以外の新規受容体が、キチン・IL-33による樹状細胞の活性化に関与する可能性が示唆されている。キチン受容体はキチン結合性を有していると想定されることから、肺及びBMDC中のキチン結合タンパク質を、キチンビーズカラムを用いて精製及び同定する。さらに、同定されたキチン結合タンパク質について、siRNAもしくは遺伝欠損マウス由来BMDCを用いて機能解析を行い、樹状細胞の活性化に関わるキチンの機能的受容体を同定する。最終的には、キチン受容体遺伝子欠損マウスにおいて、OVA・キチンによるアレルギー性気道炎症の評価を行う。

Research Products

• [Journal Article] An Interleukin-33-Mast Cell-Interleukin-2 Axis Suppresses Papain-Induced Allergic Inflammation by Promoting Regulatory T Cell Numbers. (2015)
  • Author(s): Morita H, Arae K, Unno H, Miyauchi K, Toyama S, Nambu A, Oboki K, Ohno T, Motomura K, Matsuda A, Yamaguchi S, Narushima S, Kajiwara N, Iikura M, Suto H, McKenzie AN, Takahashi T, Karasuyama H, Okumura K, Azuma M, Moro K, Akdis CA, Galli SJ, Koyasu S, Kubo M, Sudo K, Saito H, Matsumoto K, Nakae S.
  • Journal Title: Immunity. Volume: 43 Pages: 175-86.
  • DOI: 10.1016/j.immuni.2015.06.021.
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] IL-25 and IL-33 Contribute to Development of Eosinophilic Airway Inflammation in Epicutaneously Antigen-Sensitized Mice. (2015)
  • Author(s): Morita H, Arae K, Unno H, Toyama S, Motomura K, Matsuda A, Suto H, Okumura K, Sudo K, Takahashi T, Saito H, Matsumoto K, Nakae S.
  • Journal Title: PLoS One. Volume: 10 Pages: e0134226.
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0134226. eCollection 2015.
  • Peer Reviewed / Open Access